2024年(第17屆)中國大學生計算機設計大賽--物聯網智能網關專項賽
來源:未知???作者:admin ???發布時間: 2024-03-01 09:51???瀏覽:
本賽項采取半開放式命題的方式，旨在激發學生的創新意識，提高學生動手實踐能力，培養團隊合作精神，推動“AIoT”知識體系下的創新人才培養。參賽隊伍可以選擇生活中常見的某個應用場景，結合智能網關，實現對不同場景所需環境數據的采集、傳輸、控制等需求；圍繞物聯網智能網關相關技術，根據自身的題目需求，選擇不同種類的傳感器，結合通信模塊進行傳感器數據的采集與傳輸；對于場景中可以控制的設備，例如電燈、電視、空調、窗簾等家居設備，亦能通過通信模塊達到控制的效果。
① 基于物聯網智能網關的智能家居控制方向，可通過網關控制照明燈、控制家中電視、空調、照明燈等設備，采用紅外傳感器、水浸傳感器、煙霧傳感器等用于監控用戶家中各個房間是否產生漏水、煙霧情況，監測家中是否有外人闖入等效果。通信模塊推薦選用ZigBee模塊、WiFi模塊，通過應用的開發，能夠實現用戶在不在家中都能監控家中環境、控制家中電器的使用目的。
② 基于物聯網智能網關的智能農業環境監測方向，此處以蔬菜大棚為例，實際的生活場景中，由于大棚的面積比較大，大棚的管理者也不會天天在大棚中循環監測植物的生長狀態，那么用戶設計的農業場景中便可以選擇長距離傳輸為特點的NB-IoT模塊、LoRaWAN模塊，結合二氧化碳傳感器、土壤溫濕度傳感器、風扇、植物生長燈等模塊，可以控制灌溉的水泵等等，通過軟件設計，使得系統能夠達到大棚管理者時時刻刻能夠監測到植物生長狀態、能夠方便的實現灌溉、通風等操作。
③ 基于物聯網智能網關的空調監控方向，實現園區里面空調系統的數據采集與控制，此處推薦使用Wi-Fi模塊，結合MQTT協議，在物聯網后臺管理系統上面實現數據的可視化監控。
④ 基于物聯網智能網關的城市井蓋監控方向，結合NB-IoT模塊，通過傳感器監測井蓋的狀態，通過NB-IoT模塊，可將數據上傳至后臺管理系統。可設計程序實現后臺實時監控，保證井蓋都是處于正常的狀態，防止有人因為井蓋的缺失、移位而產生安全隱患。
⑤ 基于物聯網智能網關的智能打印機方向，可以通過NB-IoT模塊、LoRaWAN模塊實現遠程控制打印機打印票據的功能，目前火車站、公交站這樣涉及到公共運輸的場景中會有這樣的產品需求。
3、賽具要求
（一）設備簡介
創新創客智能硬件平臺（物聯網版）是北京博創智聯科技有限公司自主研發的面向全國高校物聯網技術專業的平臺。平臺硬件整體采用模塊化設計，配備應用于物聯網、嵌入式等教學領域的多種高集成度核心控制器、擴展接口板以及靈活多樣的傳感器模塊、通訊模塊、圖像采集與顯示設備、機械類設備等，自由搭配，靈活運用，可以滿足高校計算機類、電子自動化類、電氣信息類、嵌入式、物聯網等專業教學需求；適用于高校相關專業的教學科研、創新創業、畢業設計、各類學生競賽與就業培訓；
提供靈活多樣的傳感器模塊，包含聲、光、熱、電、力、磁等各種傳感器，需求覆蓋面廣，可以通過標準配線與核心控制器相連，完成數據采集、處理；
提供基于407核心控制器和物聯網智能網關下豐富的實驗體系，并配有詳細的實驗指導書，源碼開放；
提供配套在線學習平臺，可以滿足學生在線學習的需要。有豐富的實驗體系，實驗教學視頻，配套詳細的實驗指導書，教師PPT等資源；
（二）配置概述
1.核心控制器
（1）407核心控制器（1個）
MCU采用ARM® Cortex™-M4架構的GD32F407芯片；主頻：168MHz；內部Flash：1MB；內部RAM：192KB；板載SRAM：512K*16bits；板載Flash：128Mbit Nor Flash；1Gbit Nand Flash；
（2）物聯網智能網關（2個）
MCU采用ARM® Cortex™M3架構的GD32F103芯片，主頻108MHz；配備1.3寸IPS液晶屏、Wi-Fi模塊（ESP8266）、LoRaWAN模塊、NB-IoT模塊、Zigbee模塊、128Mbit NORFlash存儲、電流采樣芯片、RTC電路、RGB三色燈、LED、五向搖桿按鍵、光電耦合接口、繼電器公共端接口、繼電器常開/常閉接口、TTL串口、ADC接口、RS232串口、RS485接口、PWM接口、USB接口、GPIO、ST-Link下載調試接口、12V輸入/輸出接口（可使用3S/4S鋰電池供電）、5V輸出接口、3.3V輸出接口、5V電機驅動接口、SD卡接口等硬件資源；硬件接口支持NB-IoT模塊、ZigBee模塊、LoRaWAN模塊、ESP8266 Wi-Fi模塊，可插拔更換。板載創新創客智能硬件平臺傳感器接口；支持工業級傳感器接口。搭配液晶屏幕，方便學生實時掌握數據的采集狀況。結合電腦客戶端軟件、后臺管理系統可以對現場的設備進行線上維護與管理。 
4、比賽場地與環境
4.1 場地
比賽場地尺寸無特殊要求，以能夠表現出參賽作品方案內容為要。
4.2 賽場環境
5、比賽規則
5.1 參賽人數
參賽隊伍要求以組委會統一規定為準。
5.2 規則要求
（1）各參賽隊員參賽時，請自備用于程序設計的電腦、參賽用的各種器材和常用工具。
（2）各參賽隊設備在參加的每場比賽前進行認證，認證內容包括配件數量、尺寸以及相應規則條款的檢查。
（3）參賽隊員必須服從裁判，比賽進行中如發生異議，須由領隊以書面形式申請復議，由裁判做出最終裁決，并做出說明。復議申請必須在下一輪比賽之前提出，否則將不予受理。
（4）參賽平臺里的主控器，必須是大賽指定控制器。
（5）競賽期間，場內外一律禁止破壞其他隊伍的參賽平臺，禁止抄襲和剽竊他人成果，組委會一旦發現，將立刻取消比賽資格并通過大賽組委會通報批評。
6、賽前培訓
初期（集中）線上培訓至少5場，中后期（定向）加強培訓結合具體學校需求而定。
培訓內容：具體內容以2024年培訓開始前發布的信息為準。
可參考2023年培訓資料：
網盤鏈接：https://pan.baidu.com/s/1WiRjji2UsL0TVqfWHM7nPg?pwd=jsxw
提取碼：jsxw
1、博創智聯技術部QQ號：1992734971
2、電話：18500370067
計算機設計大賽注冊報名平臺：https://2024.jsjds.com.cn/account/Register
場景1：
以智慧工廠環境監測為例，選取6個傳感器，可實現如下功能場景。
場景2：
在上一個作品的基礎上，再增加5個模塊，包含控制類和感應類的，就可以對智慧工廠環境監測與控制的內容更加豐富。
在此基礎上還可以增加LED蜂鳴器，例如LED可以模擬工廠中報警器的燈，蜂鳴器就可以模擬工廠中報警鈴，在發現有異常情況直接閃爍、響起。其他的場景也都類似，比如工廠的安防場景、智慧檢修等。參賽的學生可以結合實際工廠場景，發揮自身的長處來完善和搭建。
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2024年中國大學生計算機設計大賽物聯網專項賽-北京博創-智能網關.pdf |
